JP4003440B2 - Surface treatment apparatus and surface treatment method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面処理装置および表面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
基板に付着した水を乾燥して除去する方法として、水の表面張力によるメニスカスと溶剤ガス+不活性ガスによるマランゴニ効果を利用して基板表面に水滴痕を生じさせることなく乾燥させる基板の乾燥方法が知られている(特開平10−321587号公報)。
【0003】
この公報には、当該乾燥方法とともに、それを実施するための乾燥装置(以下、従来の「乾燥装置」と言う)が開示されているが、この従来の乾燥装置には、次のような種々の欠点がある。
【0004】
1. 従来の乾燥装置は、基板(被処理板)に付着した水を乾燥するだけの機能を有し、その前工程である例えば洗浄処理については、別途用意された洗浄槽などの洗浄装置を用いて行わねばならない。
【0005】
従って、例えば基板の洗浄と乾燥を連続的に行うようなラインでは、洗浄装置と乾燥装置とを並設し、基板をそれぞれの装置間で移動させて処理を行う必要があり、そのため、設備コストがかかるとともに広い設置スペースを要する。
【0006】
特に、洗浄装置で洗浄した後の基板を乾燥装置へ移行する際に、ゴミ(異物)が侵入して基板に付着することを防止しなければならないため、洗浄装置から乾燥装置への移送経路に防塵等の機能を持つ機構や手段を設置しなければならない場合もある。
【0007】
2. 基板の表面には、何らかの方法で水が付着したものであるが、水の付着量は、人為的にコントロールされているものではないため、変動することが想定される。
【0008】
この場合、前述したように、水切りブロック間の間隙距離が固定されているため、基板の搬送速度が速くなったり、基板の厚さが設計値のものよりも薄いもの(基板表面と水切りブロックの内面との間に形成される水膜(以下単に「水膜」と言う)の厚さが厚くなる)であったりした場合には、乾燥室(カバーで囲まれる混合ガス充填空間)内に流入する水の量が過剰となることがある。この場合には、乾燥に長時間を要することとなり、あるいはメニスカスが適正サイズを超えて増大し、乾燥効率の低下や乾燥不良(水滴痕、その他パーティクルの残存等)を生じるおそれがある。
【0009】
逆に、基板に付着する水の付着量が過小となった場合には、基板表面と水切りブロックの内面との間に、毛細管現象により水が十分に拡散し充填されないこととなり、やはり乾燥不良の原因となる。
【0010】
3. 従来の乾燥装置においては、基板の搬送速度が変化するとメニスカスのサイズ(メニスカスを構成する部分の水の量)も変動するが、メニスカスのサイズの変動は、それ以外の要因でも生じる。
【0011】
例えば、固定状態にある一対の水切りブロックに対し、搬送中の基板がその厚さ方向に揺動した場合、水切りブロック間の間隙において、基板の両面にそれぞれ形成された前記水膜の厚さは経時的に変動する。その結果、メニスカスに補充される水の量が変動し、メニスカスのサイズが変動する。特に、その変動速度が速い場合には、メニスカス表面(湾曲面)が振動する。この場合、前記基板の揺動が僅かであっても、水膜は、毛細管現象が生じる程度の非常に薄いものであるから、メニスカスのサイズの変動は避けられない。また、このような変動は、クリーンルームの環境下でも容易に生じる現象である。特に、水膜が薄い場合にはメニスカスのサイズの経時的な変動はかなり速いものであり、その影響は大きく、ウォーターマークやシミなどの乾燥不良の原因となる。
【0012】
このように、種々の原因でメニスカスのサイズが変動すると、乾燥速度との間にアンバランスが生じ、乾燥を一定の条件で安定的に良好に行うことができない。特に、基板表面全体にわたり均一で良好な乾燥を行うことができない。
【0013】
4. 従来の乾燥装置では、水切りブロック間の間隙に進入する水に汚れ(異物等)が混入したり、水切りブロック間の間隙に存在する水(すなわち前記水膜)において汚れが発生した場合でも、その水を除去または交換することができずに乾燥室に持ち込まれるので、このような水の汚れが原因で乾燥不良を生じるおそれがある。
【0014】
5. 従来の乾燥装置は、基板が一対の水切りブロック間の間隙を通過する構成となっているが、水切りブロック間の間隙距離が固定されているため、基板の厚さの変化に対応することができず、一定の厚さの基板に対してしか乾燥を行うことができない。また、基板にパターンがある場合には、ブロックと基板間の間隙が変動するためメニスカスが変動し、毛細管現象が生じない個所が発生し水滴残りを生じるおそれがある。
【0015】
6. 従来の乾燥装置においては、基板の両面が水で濡れており、基板の両面を同時に乾燥する構成となっている。従って、基板の片面のみを乾燥したい場合には、対応が困難である。特に、基板の水で塗れた片面は乾燥し、もう一方の面は水で濡らしたくない場合には、対応できない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、被処理板の洗浄と乾燥とを簡易な構成の一つの装置で行うことができる表面処理装置および表面処理方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)〜(14)の本発明により達成される。
【0018】
(1) 被処理板を支持する装置本体と、
前記被処理板の表面に対向して位置し得る対向面を有する移動体と、
前記移動体を前記装置本体に対し移動させる駆動手段と、
前記移動体に形成された洗浄液流出口より前記表面と前記対向面との隙間に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記移動体に形成されたガス流出口より前記表面と前記対向面との隙間に界面活性剤を含む界面活性ガスを供給する界面活性ガス供給手段とを備え、
前記被処理板の表面に前記対向面を近接させた状態で、前記表面と前記対向面との隙間に前記洗浄液流出口より洗浄液を供給して前記表面を洗浄処理し、
前記被処理板が非水平の状態で、前記被処理板の高位側に形成された前記洗浄液のメニスカス付近に前記ガス流出口より前記界面活性ガスを供給しつつ、前記駆動手段によって前記移動体を前記被処理板の低位側の縁部付近を回動中心として前記被処理板に対し開くように回動させることにより、前記メニスカスを前記表面に沿って前記回動中心側に移動させ、これにより、前記表面を乾燥処理するよう作動し、
前記移動体には、前記ガス流出口が複数形成されており、
前記乾燥処理の際、前記メニスカスの移動に合わせて、前記界面活性ガスを供給する前記ガス流出口を前記メニスカスの移動方向に向かって順次切り替えていくことを特徴とする表面処理装置。
【0019】
(2) 前記被処理板を傾斜させて非水平状態とする被処理板傾斜手段を有する上記(1)に記載の表面処理装置。
【0020】
(3) 前記被処理板を搬送する搬送手段を有する上記(1)または(2)に記載の表面処理装置。
【0021】
(4) 前記被処理板の搬送停止位置を位置決めする位置決め手段を有する上記(3)に記載の表面処理装置。
【0022】
(5) 前記被処理板の表面と前記対向面との隙間に供給された洗浄液を除去する除去手段を有する上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の表面処理装置。
【0023】
(6) 前記除去手段は、前記被処理板の表面と前記対向面との隙間に送気する送気手段で構成されており、この送気により前記洗浄液を前記隙間から押し出して除去する上記(5)に記載の表面処理装置。
【0024】
(7) 前記除去手段により洗浄液を除去した後、前記洗浄液供給手段により洗浄液を供給することにより、前記被処理板の表面と前記対向面との隙間の洗浄液を交換可能とする上記(5)または(6)に記載の表面処理装置。
【0025】
(8) 前記移動体は、ほぼ板状をなしている上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の表面処理装置。
【0026】
(9) 前記被処理板の大きさと前記対向面の大きさとがほぼ同じである上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の表面処理装置。
【0027】
(10) 被処理板の表面に対向して位置し得る対向面を有する移動体の対向面と、前記表面とを近接させた状態で、前記移動体に形成された洗浄液流出口より前記表面と前記対向面との隙間に洗浄液を供給して前記表面を洗浄処理し、
前記被処理板が非水平の状態で、前記被処理板の高位側に形成された前記洗浄液のメニスカス付近に、前記移動体に形成されたガス流出口より界面活性剤を含む界面活性ガスを供給しつつ、前記移動体を前記被処理板の低位側の縁部付近を回動中心として前記被処理板に対し開くように回動させることにより、前記メニスカスを前記表面に沿って前記回動中心側に移動させ、これにより、前記表面を乾燥処理し、
前記移動体には、前記ガス流出口が複数形成されており、
前記乾燥処理の際、前記メニスカスの移動に合わせて、前記界面活性ガスを供給する前記ガス流出口を前記メニスカスの移動方向に向かって順次切り替えていくことを特徴とする表面処理方法。
【0028】
(11) 前記被処理板の表面と前記対向面との隙間に供給された洗浄液を除去した後、前記洗浄液流出口より洗浄液を供給することにより、洗浄液を交換して前記洗浄処理を行う上記(10)に記載の表面処理方法。
【0029】
(12) 前記移動体は、ほぼ板状をなしている上記(10)または(11)に記載の表面処理方法。
【0030】
(13) 前記被処理板の大きさと前記対向面の大きさとがほぼ同じである上記(10)ないし(12)のいずれかに記載の表面処理方法。
【0031】
(14) 前記洗浄液は、純水またはオゾン水である上記(10)ないし(13)のいずれかに記載の表面処理方法。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表面処理装置および表面処理方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0033】
図1は、本発明の表面処理装置の実施形態を模式的に示す図(ブロック図)、図2は、図1に示す表面処理装置における移動体の底面図、図3は、図1に示す表面処理装置において、移動体を回動させる様子を示す部分断面側面図、図4は、図3中の洗浄液のメニスカス付近を拡大して示す部分断面側面図である。
【0034】
図1および図2に示す表面処理装置1Aは、被処理板100の表面(処理面101)に対し、処理液Tによる処理と、洗浄液Rによる洗浄処理と、乾燥処理とを行う(施す)装置である。
【0035】
この表面処理装置1Aは、被処理板100を支持する装置本体11と、被処理板100の処理面101に対向して位置し得る対向面31を有する移動体3と、移動体3を装置本体11に対し移動する(変位させる)駆動手段5と、処理面101と対向面31との隙間10に処理液Tを供給する処理液供給手段6と、隙間10に洗浄液Rを供給する洗浄液供給手段7と、隙間10に界面活性ガスを供給する界面活性ガス供給手段8と、被処理板100を搬送する搬送手段12と、被処理板100の搬送停止位置を位置決めする位置決め手段13と、被処理板100を傾斜させて非水平状態とする被処理板傾斜手段14と、隙間10に送気する送気手段15とを備えている。
【0036】
本実施形態では、長方形の平板状をなす被処理板100を対象とする場合について説明する。
【0037】
本発明における被処理板100の種類、材質等は、特に限定されず、例えば、半導体基板、LCD(液晶表示画面)基板等の基板、水晶板、ガラス板、ステンレス鋼板等の金属板等が挙げられる。また、被処理板100の形状も、長方形に限らず、例えば円形、楕円形等であってもよく、大きさについても、いかなる大きさのものにも適用することができる。すなわち、本発明は、いかなる板物(板状部材)に対する処理にも適用することができる。
【0038】
装置本体11は、被処理板100をほぼ水平な状態、または、後述する被処理板傾斜手段14により傾斜させた状態で支持することができる。表面処理装置1Aは、装置本体11に支持された被処理板100の上側の表面である処理面101に対し、後述するような処理を行う。
【0039】
装置本体11には、被処理板100を搬送する搬送手段12が設置されている。搬送手段12は、複数のローラ121を有しており、これらのローラ121の上に載置された被処理板100をほぼ水平状態で図中の右側から左側に向かって搬送する。
【0040】
被処理板100は、この搬送手段12により、1枚ずつ、図中の右側に位置する図示しない前工程から表面処理装置1Aに搬入され、表面処理装置1Aでの処理を終えた後、図中の左側に位置する図示しない後工程へと搬出される。
【0041】
装置本体11には、搬送手段12により搬入された被処理板100の搬送停止位置を位置決めする位置決め手段13が設けられている。この位置決め手段13は、ストッパ131を有しており、このストッパ131は、被処理板100の搬送経路上に突出した状態(図1に示す状態)と、搬送経路から退避した状態(図示せず)とに変位可能になっている。
【0042】
ストッパ131を昇降(変位)させる機構としては、例えば、ラックギアとピニオンギアとこのピニオンギアを回転するモータとを有する機構で構成することにより実現できる。なお、本実施形態においては、前記機構を複数配置することにより実現している。
【0043】
搬送手段12より表面処理装置1Aに搬入された被処理板100は、図中の左側の縁部102が突出状態にあるストッパ131に当接することにより、装置本体11に対し停止する。この搬送停止状態で、表面処理装置1Aによる処理が行われる。
【0044】
被処理板100に対する処理が終了すると、位置決め手段13は、ストッパ131を退避状態とし、被処理板100に対する位置決め状態(停止状態)を解除する。これにより、処理の終了した被処理板100は、搬送手段12により、後工程へ搬出される。次いで、位置決め手段13は、ストッパ131を突出状態とし、搬送手段12は、次の被処理板100を前記搬送停止位置に搬入する。そして、表面処理装置1Aは、この被処理板100に対し、処理を行う。
【0045】
このように、表面処理装置1Aは、枚葉処理型の装置であり、被処理板100を一枚ずつ処理する。
【0046】
装置本体11には、さらに、被処理板傾斜手段14が設置されている。被処理板傾斜手段14は、被処理板100の搬送経路上に突出した状態(図3に示す状態)と、搬送経路から退避した状態(図1に示す状態)とに変位可能なピン141を有している。このピン141の上端は、搬送停止位置にある被処理板100における図中の右端部下面に当接し得るようになっている。
【0047】
ピン141を昇降(変位)させる機構としては、例えば、ラックギアとピニオンギアとこのピニオンギアを回転するモータとを有する機構で構成することにより実現できる。なお、本実施形態においては、前記機構を複数配置することにより実現している。
【0048】
図3に示すように、被処理板傾斜手段14がピン141を突出させると、被処理板100は、図中の右端側が持ち上げられて傾斜し、非水平の状態になる。
【0049】
このように、装置本体11は、被処理板100を水平状態と非水平状態との両方の状態で支持することができる。
【0050】
なお、ピン141の突出量を調整することにより、水平面に対する被処理板100の傾斜角度α(図3参照)を調整(変更)することもできる。
【0051】
後述するように、本発明では、被処理板100が非水平の状態で処理面101の乾燥処理を行うが、本実施形態では、被処理板傾斜手段14が設けられていることにより、前記のように被処理板100を水平状態で搬入、搬出することができる。よって、被処理板100を非水平状態(傾斜した状態)のまま搬送するような場合と比べて、被処理板100の搬送の効率を向上することができる。また、被処理板100が水平の状態で、後述する処理液Tよる処理や洗浄液Rによる洗浄処理を行うことにより、処理面101の全体を均一かつ確実に処理することができる。
【0052】
なお、搬送手段12および位置決め手段13は、それぞれ、図示のような構成に限らず、同様の機能を発揮し得るものであればいかなる構成のものでもよい。また、被処理板傾斜手段14は、被処理板100にそり等の変形を生じさせることなく被処理板100を傾斜させることができるものであれば、図示のような構成に限らず、いかなる構成のものでもよい。
【0053】
図2に示すように、移動体3は、ほぼ長方形の板状(平板状)をなしている。図1に示すように、移動体3の下側の面である対向面31は、被処理板100の処理面101に(ほぼ平行に)対向し、かつ近接して位置し得るようになっている。
【0054】
表面処理装置1Aは、対向面31を処理面101にほぼ平行に近接させた状態で、対向面31と処理面101との間に形成された隙間10に処理液Tや洗浄液Rを供給し、処理液Tによる処理や洗浄処理を行う。この処理を行う際の処理面101と対向面31との間隔(隙間10の間隙距離)は、処理液Tや洗浄液Rが隙間10に十分に行き渡るとともに、処理液Tや洗浄液Rが表面張力により隙間10に滞留し得るような大きさとされ、1〜5mm程度であるのが好ましい。
【0055】
本発明では、このように隙間10に処理液Tや洗浄液Rを供給して処理を行うことにより、処理液Tや洗浄液Rを貯留した槽に被処理板100を浸漬して処理するような場合と比べ、処理液Tや洗浄液Rの使用量を大幅に低減することができる。
【0056】
本実施形態では、対向面31の大きさは、被処理板100の大きさとほぼ同じかまたはやや大きくなっている。
【0057】
このような移動体3は、装置本体11に対し移動(変位)可能に設けられており、駆動手段5によって駆動(移動)される。駆動手段5は、少なくとも移動体3を回動中心30を中心として回動させることができるようになっている(図3参照)。駆動手段5は、これ以外にも、移動体3を後述するような方向に移動可能になっている。この駆動手段5としては、例えばサーボモータ、流体圧シリンダ、送りネジ、カム機構、歯車機構、リンク機構等を適宜組み合わせて用いた公知の各種の駆動機構を利用することができる。
【0058】
隙間10に処理液Tを供給する処理液供給手段6は、処理液Tを貯留する処理液タンク61と、移動体3に形成された処理液流出口62a〜62hと、処理液タンク61から延びる供給ライン(流路)63と、供給ライン63の途中に設置されたポンプ64と、供給ライン63から8本に分岐し、処理液流出口62a〜62hにそれぞれ接続される分岐ライン(流路)66a〜66hとで構成されている。
【0059】
処理液Tは、処理面101に対し、各種の処理を行うものであり、ポンプ64の作動により、処理液タンク61から供給ライン63および分岐ライン66a〜66hを通って処理液流出口62a〜62hから流出し、隙間10に供給される。
【0060】
処理液Tによる処理としては、いかなる処理でもよく、例えば、レジスト等を塗布する(レジスト)塗布処理、レジスト等を剥離する剥離処理、エッチング処理、洗浄処理、マスキング被膜等の除去処理、メッキ処理等が挙げられる。
【0061】
レジストの剥離処理を行う場合の処理液Tとしては、オゾン水(オゾン水溶液)または希弗酸であるのが好ましい。これにより、レジスト残渣、ポリマー等を除去する効果をより高めることができる。
【0062】
図2に示すように、処理液流出口62a〜62hは、対向面31に開口する複数の小孔(オリフィス)で構成されており、これらの小孔は、複数列(図示の構成では8列)に配置されている。換言すれば、処理液流出口62a〜62hは、行列状(マトリックス状)に配置されている。これにより、処理面101の全体に処理液Tをまんべんなく行き渡らせることができる。
【0063】
ここでは、説明の便宜上、処理液流出口62a〜62hのうち、図2中の上下方向(図1の紙面に垂直な方向)に並ぶものを「列」と呼び、符号中のa〜hの文字により各列を区別する。すなわち、図中一番右側の列を構成するものを処理液流出口62aとし、図中その左側の7列を構成するものを順にそれぞれ処理液流出口62b〜62hとする。
【0064】
なお、処理液流出口62a〜62hの数(行の数、列の数)は、図示の構成に限らず、被処理板100の大きさや処理液Tの粘度等に合わせて適宜設定される。
【0065】
処理液流出口62a〜62hを形成する小孔は、それぞれ、移動体3の上面32まで貫通して形成されている。そして、移動体3の上面32には、処理液流出口62a〜62hの各列ごとに、流路を形成する細長いケーシング65a〜65hがそれぞれ固着されている。これにより、処理液流出口62a〜62hへの流路は、各列ごとに、それぞれ、ケーシング65a〜65h内において互いに連通している。
【0066】
供給ライン63から分岐した分岐ライン66a〜66hは、それぞれ、ケーシング65a〜65hに接続されている。このような構成により、処理液タンク61と処理液流出口62a〜62hとが接続されている。
【0067】
なお、本実施形態では、処理液流出口62a〜62hは、行列状に複数設けられているが、本発明では、少なくとも1つの処理液流出口があればよい。
【0068】
また、処理液供給手段6は、複数種の処理液T(例えば、オゾン水とSC1(アンモニア水+過水)、または、オゾン水と希弗酸)をそれぞれ供給可能なものであってもよい。すなわち、処理液供給手段6は、処理面101に対し複数種の処理を行うものであってもよい。
【0069】
隙間10に洗浄液(すすぎ液)Rを供給する洗浄液供給手段7は、洗浄液Rを貯留する洗浄液タンク71と、移動体3に形成された洗浄液流出口72と、洗浄液タンク71と切替えバルブ70とを接続する供給ライン(流路)73と、供給ライン73の途中に設置されたポンプ74と、切替えバルブ70と洗浄液流出口72とを接続する供給ライン(流路)75とで構成されている。
【0070】
洗浄液Rは、処理面101の洗浄処理(すすぎ処理)を行うものであり、切替えバルブ70が後述する第1の状態のとき、ポンプ74の作動により、洗浄液タンク71から供給ライン73および75を通って洗浄液流出口72から流出し、隙間10に供給される。
【0071】
洗浄液Rとしては、洗浄処理を行うものであれば特に限定されないが、純水またはオゾン水であるのが好ましい。これにより、洗浄効果をさらに向上することができる。
【0072】
洗浄液Rとして純水を用いる場合には、例えば、蒸留水、イオン交換水、超純水、RO水等を用いることができる。また、洗浄液Rとしてオゾン水を用いる場合には、前記処理液Tとして用いるオゾン水よりも濃度の低いものであるのが好ましい。
【0073】
図2に示すように、洗浄液流出口72は、対向面31のほぼ中央部に開口する1つの小孔で構成されている。この小孔は、移動体3の上面32まで貫通して形成されており、その上面32への開口部には、ケーシング76が固着されている。そして、このケーシング76に供給ライン75が接続されている。
【0074】
本実施形態では、処理液流出口62a〜62hと洗浄液流出口72とが別個に設けられているが、処理液Tと洗浄液Rとが同じ流出口から流出するような構成であってもよい。すなわち、処理液Tの供給ラインと、洗浄液Rの供給ラインとを共有(共用)するようなものであってもよい。
【0075】
また、図示の構成では、処理液流出口62a〜62hおよび洗浄液流出口72の形状は、円形になっているが、これに限らず、例えば楕円形、長方形等であってもよい。
【0076】
隙間10に界面活性ガスを供給する界面活性ガス供給手段8は、界面活性ガスを貯留する界面活性ガスタンク81と、界面活性ガスタンク81から延びる供給ライン(流路)82と、供給ライン82の途中に設けられたポンプ83とを有している。
【0077】
界面活性ガスは、界面活性剤を含むガスであり、洗浄液Rに溶解する(吸収される)と、洗浄液Rの表面張力を小さくする性質を有するものである。
【0078】
この界面活性ガスに含まれる界面活性剤としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)、メチルアルコール、エチルアルコール等の各種アルコール類等を用いることができる。
【0079】
界面活性ガスは、このような界面活性剤のガスそのものであってもよいが、例えば窒素(N2)ガス等の不活性ガス(反応性に乏しいガス)に、界面活性剤のガスを0.1〜10%程度混合したものであるのが好ましい。このように希釈されたものであっても、本発明における界面活性ガスとしての機能を十分に発揮することができるため、揮発性有機化合物(VOC)の放出量(使用量)をより低減する観点で好ましいからである。
【0080】
前記処理液供給手段6の分岐ライン66aの途中には、切替えバルブ80が設けられており、供給ライン82は、この切替えバルブ80に接続されている。
【0081】
切替えバルブ80は、分岐ライン66aにおける切替えバルブ80より上流側661aと下流側662aとを連通し、供給ライン82を閉塞(遮断)する第1の状態と、供給ライン82と下流側662aとを連通し、上流側661aを閉塞(遮断)する第2の状態とに切り換えることができるようになっている。
【0082】
界面活性ガスは、切替えバルブ80が前記第2の状態のとき、ポンプ83の作動により、界面活性ガスタンク81から供給ライン82と分岐ライン66aの下流側662aとを通って、処理液流出口62aから流出し、隙間10に供給される。
【0083】
このように、本実施形態では、処理液流出口62aと分岐ライン66aの下流側662aとを、処理液供給手段6と界面活性ガス供給手段8とが共有(共用)するものとなっている。すなわち、処理液流出口62aは、界面活性ガスが流出するガス流出口ともなるものである。
【0084】
本実施形態では、このように処理液Tの供給ラインと界面活性ガスの供給ラインにおいて流路の一部を共有(共用)することにより、装置の構成のさらなる簡素化、小型化を図ることができる。
【0085】
隙間10に送気する送気手段15は、例えば窒素(N2)ガス等の不活性ガス(反応性に乏しいガス)を貯留する不活性ガスタンク151と、不活性ガスタンク151から延びる供給ライン152と、供給ライン152の途中に設けられたポンプ153とを有している。
【0086】
供給ライン152は、前記切替えバルブ70に接続されている。切替えバルブ70は、洗浄液供給手段7の供給ライン73と供給ライン75とを連通し、供給ライン152を閉塞(遮断)する第1の状態と、供給ライン152と供給ライン75とを連通し、供給ライン73を閉塞(遮断)する第2の状態とに切り換えることができるようになっている。
【0087】
切替えバルブ70が前記第2の状態のとき、送気手段15のポンプ153が作動すると、不活性ガスタンク151から不活性ガスが供給ライン152と供給ライン75とを通って、洗浄液流出口72から流出する。このようにして隙間10に送気することにより、隙間10に供給された処理液Tまたは洗浄液Rを押し出して(吹き飛ばして)、除去することができる。すなわち、送気手段15は、隙間10に供給された処理液Tや洗浄液Rを除去する除去手段となるものである。
【0088】
このような除去手段としての送気手段15によって隙間10の処理液Tまたは洗浄液Rを除去した後、処理液供給手段6または洗浄液供給手段7によって再度処理液Tまたは洗浄液Rを供給することにより、隙間10の処理液Tまたは洗浄液Rを迅速に、かつ、液残りなく交換することができる。また、処理液Tの種類を切り替えて次の処理を行うときや、処理液Tの処理を終えて洗浄液Rを供給する際にも、同様に、迅速かつ液残りなく液を入れ換えることができる。
【0089】
このように、本実施形態では、処理液流出口62aと分岐ライン66aの下流側662aとを、処理液供給手段6と界面活性ガス供給手段8とが共有(共用)するものとなっている。すなわち、処理液流出口62aは、界面活性ガスが流出するガス流出口ともなるものである。
【0090】
本実施形態では、このように処理液Tの供給ラインと界面活性ガスの供給ラインにおいて流路の一部を共有(共用)することにより、装置の構成のさらなる簡素化、小型化を図ることができる。
【0091】
駆動手段5、処理液供給手段6のポンプ64、洗浄液供給手段7のポンプ74、界面活性ガス供給手段8のポンプ84、搬送手段12、位置決め手段13、被処理板傾斜手段14、送気手段15、切替えバルブ70および切替えバルブ80は、それぞれ、制御手段50に対し電気的に接続されており、この制御手段50からの信号(制御信号)に基づいて作動する。
【0092】
このような表面処理装置1Aには、隙間10から流出した(こぼれた)処理液Tや洗浄液Rを除去または回収する回収手段が設けられていてもよい。この回収手段としては、例えば、処理液Tや洗浄液Rを受ける受け皿(液溜め)や、処理液Tや洗浄液Rを吸収する吸収材のようなものが挙げられる。
【0093】
また、表面処理装置1Aでは、搬送手段12、位置決め手段13および被処理板傾斜手段14は、それぞれ、なくてもよい。
【0094】
次に、表面処理装置1Aを用いた本発明の表面処理方法の実施形態(表面処理装置1Aの作用)について説明する。
【0095】
[1] 駆動手段5により移動体3を上側に退避させた状態で、搬送手段12により被処理板100を搬入する。被処理板100は、ストッパ131により所定位置に位置決めされて停止する。
【0096】
[2] 次いで、駆動手段5により移動体3を下降させ、対向面31を処理面101に近接させる。このとき、対向面31が処理面101にほぼ平行になるようにし、対向面31と処理面101との間隙距離は、前述したような大きさになるようにする。
【0097】
本発明では、このときの移動体3の下降停止位置を調整することにより、対向面31と処理面101との間隙距離を調整することができる。この隙間10の間隙距離の調整により、処理面101に対する処理液Tや洗浄液Rの付着量をコントロールすることができる。また、被処理板100の板厚が異なるものにも対応することができる。
【0098】
なお、表面処理装置1Aは、搬入された被処理板100の処理面101の位置をセンサにより検出し、対向面31と処理面101との間隙距離を設定した値に自動的に調整するような構成になっていてもよい。これにより、複数の被処理板100に対し連続して処理を行う際、板厚が途中から変わるような場合にも対応することができる。
【0099】
また、前記[1]と異なり、移動体3が所定の下降停止位置にある状態で、被処理板100を搬入することとしてもよい。
【0100】
[3] 次いで、切替えバルブ80を分岐ライン66aの上流側661aと下流側662aとを連通する状態として、ポンプ64を作動する。これにより、処理面101と対向面31との隙間10に処理液流出口62a〜62hより処理液Tが供給される。隙間10が処理液Tで充填されたら、ポンプ64を停止する。このようにして、処理面101に対し、処理液Tによる所定の処理を行う。
【0101】
処理液Tによる処理を行う間、駆動手段5により移動体3(対向面31)を処理面101に沿って(処理面101にほぼ平行な方向に)揺動(振動)させてもよい。これにより、隙間10の処理液Tに微小な流れが生じて攪拌され、よって、より確実な処理がなされ、処理効率の向上が図れる。
【0102】
この場合の移動体3の揺動の方向は、被処理板100に対し、図2中の左右方向でも上下方向でもよく、また、回動する方向でもよい。
【0103】
また、隙間10が処理液Tで充填された後もポンプ64を作動したまま処理を行ってもよい。これにより、新しい処理液Tが供給され続けた状態で処理を行うことができるので、隙間10の処理液Tを変質、劣化、汚れ等のない新鮮な状態に保つことができ、よって、処理効率のさらなる向上が図れる。
【0104】
また、送気手段15を作動して隙間10に送気し、隙間10の処理液Tを全部除去した後、処理液供給手段6によって再度処理液Tを隙間10に充填することにより、隙間10の処理液Tを全部交換して処理を続行してもよい。これにより、処理効率のさらなる向上が図れる。この処理液Tの交換は、必要に応じ複数回行ってもよい。
【0105】
[4] 複数種の処理液Tによる処理を行う場合(処理液供給手段6が複数種の処理液Tを供給可能なものである場合)には、処理液Tを異種のものに切り替えて前記[3]と同様の工程を行う。これにより、複数種の処理を行うことができる。
【0106】
[5] 次いで、送気手段15を作動して隙間10に送気し、隙間10の処理液Tを除去する。なお、この工程は、省略してもよい。
【0107】
[6] 次いで、切替えバルブ70を供給ライン73と供給ライン75とを連通する状態として、ポンプ74を作動する。これにより、隙間10に洗浄液流出口72より洗浄液Rが供給される。隙間10が洗浄液Rで充填されたら、ポンプ64を停止する。このようにして、処理面101に対し洗浄処理(すすぎ処理)を行う。
【0108】
隙間10が洗浄液Rで充填された後もポンプ64の作動を続け、隙間10に洗浄液Rを流しながら(供給し続けながら)洗浄処理を行ってもよい。これにより、洗浄効率(洗浄効果)の向上が図れる。
【0109】
また、一旦ポンプ64の作動を停止し、送気手段15を作動して隙間10に送気して隙間10の処理液Tを全部除去した後、再度洗浄液流出口72より洗浄液Rを隙間10に充填することにより、隙間10の洗浄液Rを全部交換して洗浄処理を続行してもよい。これにより、洗浄効率のさらなる向上が図れ、処理面101をより清浄に洗浄することができ、よって、乾燥後の処理面101の清浄度合いをより向上することができる。この洗浄液Rの交換は、必要に応じ複数回行ってもよい。
【0110】
また、さらに洗浄効果を高める方法として、移動体3に超音波付与手段(図示せず)を設置し、超音波洗浄を併用してもよい。
【0111】
[7] 次いで、図3に示すように、被処理板傾斜手段14のピン141を突出させることにより、被処理板100を傾斜させ、非水平状態とする。
【0112】
このとき、被処理板100を傾斜させるのと同時に、駆動手段5によって移動体3を同方向に傾斜させ、処理面101と対向面31との間隙距離をほぼ一定に保ち、隙間10に洗浄液Rが滞留した(充填された)状態のままで行う。
【0113】
このときの被処理板100の水平面に対する傾斜角度αは、特に限定されず、洗浄液Rの粘性等を考慮して適宜決定されるが、本実施形態では、1〜30°程度であるのが好ましく、1〜15°程度であるのがより好ましい。
【0114】
このような状態とすると、被処理板100の高位側(図中の右側)における隙間10には、洗浄液RのメニスカスMが形成される。このメニスカスMは、ほぼU字状(円弧状)の曲面をなしている。
【0115】
なお、本発明では、乾燥処理における被処理板100の水平面に対する傾斜角度は、前記範囲に限らず、1〜90°とすることができる。すなわち、被処理板100が水平面に対し垂直な状態でも乾燥処理を行うことができる。
【0116】
[8] 次いで、切替えバルブ80を供給ライン82と分岐ライン66aの下流側662aとを連通する状態として、ポンプ83を作動する。これにより、処理液流出口62aより界面活性ガスが流出し、この界面活性ガスが被処理板100の高位側に形成された洗浄液RのメニスカスM付近に供給される。
【0117】
この界面活性ガスが洗浄液Rに溶解することにより、メニスカスMの付近では、洗浄液Rの表面張力が小さくなる。これにより、処理面101にパーティクル(ほこり等の異物)Pが付着していたような場合、パーティクルPと処理面101との間に洗浄液Rが入り込み、パーティクルPが洗浄液Rに浮遊した状態になる(図4参照)。
【0118】
また、メニスカスMにおいては、端部M1(処理面101側の端部)の付近から中央部M2に向かって界面活性剤濃度が小さくなる(漸減する)濃度勾配を生じ、よって、表面張力は、端部M1付近から中央部M2に向かって大きくなる(漸増する)。これは、端部M1の付近では、中央部M2付近よりも洗浄液Rの膜厚(処理面101とメニスカスMとの距離)が小さい(薄い)ので、溶解(吸収)した界面活性ガス(界面活性剤)が希釈される度合いが小さいからである。
【0119】
前記のような表面張力の差(勾配)により、メニスカスM付近の洗浄液Rには、図4中の矢印で示すように、端部M1から中央部M2に向かう流れが生じる。このように表面張力(の差)によって生じる効果をマランゴニ効果と言い、この流れをマランゴニ流と言う。
【0120】
このようなマランゴニ流が生じることにより、メニスカスMの端部M1付近では、洗浄液Rの膜厚がさらに薄くなりつつ、洗浄液Rが蒸発し、処理面101が乾燥する。このように、洗浄液Rが薄膜の状態で蒸発・乾燥することにより、水滴痕(ウォーターマーク)を残すことなく処理面101を乾燥することができる。
【0121】
また、パーティクルPは、このマランゴニ流により、メニスカスMの端部M1付近から中央部M2に向かって流される。よって、処理面101上にパーティクルPを残すことなく乾燥することができる。
【0122】
メニスカスMにおいては、前記と同様のメカニズムで、端部M1と反対側の端部M3(対向面31側の端部)から中央部M2に向かうマランゴニ流も生じる。これにより、処理面101の乾燥処理においては、対向面31にもパーティクルPが残存するのを防止することができ、よって、次の被処理板100に対する処理を行う際に、対向面31上のパーティクルPが処理面101に移って付着するようなことを防止することができる。
【0123】
なお、移動体3および被処理板100の周囲には、供給された界面活性ガスが隙間10から逃げないようにするためのフード(風防)が設けられていてもよい。これにより、界面活性ガスの使用量をさらに低減することができる。
【0124】
[9] 次いで、処理液流出口62aより界面活性ガスをメニスカスMの付近に供給しつつ、駆動手段5により、被処理板100の低位側(図中の左側)の縁部102付近を回動中心30として、移動体3を被処理板100に対し開くようにゆっくりと回動させる。これにより、メニスカスMは、回動中心30側(縁部102側)に向かって徐々に移動する。これに伴なって、隙間10の洗浄液Rは、縁部102付近から徐々に流出する。この流出した洗浄液Rは、前記回収手段により除去または回収される。
【0125】
このようにしてメニスカスMを縁部102まで移動させることにより、処理面101のほぼ全域に対し、前記[8]のような乾燥処理を行うことができる。
【0126】
本発明では、メニスカスMが移動する際、メニスカスM付近の表面張力が小さくなっていることや、端部M1から中央部M2に向かうマランゴニ流が生じることにより、端部M1付近の液膜がちぎれて洗浄液Rの液滴が処理面101上に残るようなことがなく、よって、水滴痕(ウォーターマーク)やパーティクルP等の残存のない良好な乾燥が可能となる。
【0127】
また、表面処理装置1Aでは、被処理板100が非水平の状態でこのような乾燥処理を行うことにより、メニスカスMをよりスムーズに移動させることができ、洗浄液Rの液滴が処理面101上に残存するのをより確実に防止することができる。
【0128】
なお、メニスカスMの移動速度は、移動体3の回動速度を調整することにより、良好な乾燥が行われるような速度に適宜調整することができる。本発明では、このメニスカスMの移動速度の調整と、隙間10の間隙距離の調整との組み合わせにより、種類の異なる被処理板100や洗浄液R等にも対応することができる。
【0129】
なお、本実施形態の表面処理装置および表面処理方法は、処理面101の洗浄処理および乾燥処理に先だって、処理液Tによる処理を行うものであるが、本発明では、処理液Tによる処理を行わないもの(処理液供給手段6を有さないもの)であってもよい。
【0130】
以上説明したように、本発明では、マランゴニ効果を利用することにより、処理面101に対し、確実かつ均一な乾燥処理を行うことができるとともに、乾燥後の処理面101の清浄度合いも高い。
【0131】
また、被処理板100の洗浄と乾燥とを一つの装置で行うこと、特に、洗浄と乾燥とを連続して行うことができ、またこれらを簡易な構成の装置で達成することができる。そのため、洗浄装置と乾燥装置とを別個に用意し、被処理板100をそれらの間で移動させて順次処理を行う必要がなく、よって、設備コストを低減することができるとともに、装置の設置スペースも小さくてよいという利点を有する。
【0132】
特に、本発明の表面処理装置1Aは、被処理板100をその処理面101方向に搬送しつつ洗浄および乾燥を行うものではないため、従来の乾燥装置のように、被処理板100の乾燥のために搬送経路を確保する必要がなく、よって、装置の小型化、省スペース化が図れる。本実施形態では、被処理板100と対向面31との大きさがほぼ同じであり、移動体3の大きさに無駄がないことから、このような効果がさらに顕著となる。
【0133】
また、洗浄と乾燥とを一つの装置で連続して行うことができることから、被処理板100から除去されたパーティクルP等の異物が再付着するのを確実に防止することができ、よって、乾燥後の処理面101の清浄度合いが高い。
【0134】
また、前述したように、本発明では、乾燥に際し、隙間10の間隙距離を調節することにより処理面101の洗浄液Rの付着量をコントロールすることが可能で、また、被処理板100を固定した状態で行うことから被処理板100の厚さ方向の揺動もないため、メニスカスMを適正なサイズに維持して乾燥することができる。これにより、さらなる乾燥効率の向上が図れ、処理面101の全体にわたって均一な乾燥ができ、乾燥後の処理面101の清浄度合いも向上する。
【0135】
また、本発明では、従来のエアナイフノズルから噴出させた乾燥用エアを吹き付けて乾燥処理を行うような場合と異なり、洗浄液Rの液滴の飛散がなく、よって、乾燥後の処理面101の清浄度合いが格段に高い。
【0136】
また、従来のIPA(イソプロピルアルコール)蒸気乾燥処理を行うような場合と比べ、揮発性有機化合物の使用量(放出量)が格段に少ない。よって、装置の防爆仕様が不要となるなど、設備をより簡略化することができ、さらなる設備コスト低減が図れるとともに、環境への負担も小さい。
【0137】
なお、本実施形態では、被処理板100が水平の状態で処理液Tによる処理や洗浄液Rによる洗浄処理を行うものであるが、本発明では、被処理板100が非水平の状態(水平面に対し傾斜した状態または垂直な状態)でこれらを行うものでもよい。さらに、本発明では、前述したように被処理板100が水平面に対し垂直な状態でも乾燥処理を行うことができ、よって、被処理板100が水平面に垂直な状態で処理液Tによる処理、洗浄液Rによる洗浄処理および乾燥処理を行うものでもよい。この場合には、被処理板100が比較的大きいものの場合であっても、場所をとらず、よって、装置の設置スペースをより小さくすることができる。
【0138】
また、本実施形態では、界面活性ガスが処理液流出口62aから流出する構成となっているが、メニスカスMの移動に合わせて、界面活性ガス流出口を処理液流出口62aから処理液流出口62hに向かって順次切り替えていくようなものとしてもよい。このような機構を実現するには、例えば、分岐ライン66b〜66hにも界面活性ガスタンク81と接続される切り替えバルブをそれぞれ設置し、移動体3の回動速度(回動位置)等からメニスカスMの位置を検出してこれらのバルブを開閉し、界面活性ガス流出口を流出口62aから処理液流出口62hに向かって順次切り替えるような構成とすることができる。
【0139】
以上、本発明の表面処理装置および表面処理方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、本発明の表面処理装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。
【0140】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、被処理板の洗浄と乾燥とを一つの装置で行うこと、特に、洗浄と乾燥とを連続して行うことができ、またこれらを簡易な構成の装置で達成することができる。そのため、洗浄装置と乾燥装置とを別個に用意し、被処理板をそれらの間で移動させて順次処理を行う必要がなく、よって、設備コストを低減することができるとともに、装置の設置スペースも小さくてよいという利点を有する。
【0141】
特に、本発明の装置は、被処理板をその処理面方向に搬送しつつ洗浄および乾燥を行うものではないため、従来の乾燥装置のように、被処理板の乾燥のために搬送経路を確保する必要がなく、よって、装置の小型化、省スペース化が図れる。この場合、被処理板と対向面の大きさがほぼ同じ場合には、このような効果がさらに顕著となる。
【0142】
そして、本発明では、洗浄に際し、洗浄液を除去または交換することが可能なので、汚れた洗浄液のままで洗浄されることがなく、また、そのような洗浄の直後に乾燥を行うことができるので、乾燥がなされた表面の清浄度合いが高い。
【0143】
特に、洗浄液として、純水またはオゾン水を用いた場合には、洗浄効果をさらに向上することができる。
【0144】
また、本発明によれば、被処理板の板厚が異なるものに対しても、対応することができる。
【0145】
また、本発明では、乾燥効率が高く、水滴痕やパーティクル等の残存のない良好な乾燥が可能となる。特に、乾燥に際し、被処理板表面の洗浄液の付着量をコントロールすることが可能で、また、被処理板の厚さ方向の揺動もないため、メニスカスを適正サイズに維持して乾燥することができ、これにより、さらなる乾燥効率の向上が図れ、被処理板の乾燥すべき表面の全体にわたって均一な乾燥ができ、乾燥がなされた表面の清浄度合いも向上する。
【0146】
また、本発明では、被処理板の片面のみを洗浄、乾燥することもでき、片面洗浄・乾燥、両面洗浄・乾燥など、種々のパターンに対応することができる。
【0147】
また、被処理板傾斜手段を有する場合には、被処理板を水平状態と非水平状態とにすることができ、例えば、被処理板を水平状態で搬入・搬出したり洗浄したりしてその効率を向上することができるなど、乾燥以外の工程を水平状態で行うことの利点を享受することができる。
【0148】
また、被処理板が非水平の状態で洗浄処理も行う場合には、特に、被処理板が大型であるなどの理由によって水平状態で処理すると装置の設置スペースが比較的大きく必要となるような場合であっても、装置の設置スペースがより小さくてよいという、非水平状態で行うことの利点を享受することができる。
【0149】
また、被処理板の搬送手段を有する場合やさらに位置決め手段を有する場合には、複数の被処理板を処理する場合、特にこれらを連続的に処理する場合など、処理の自動化に有利であり、量産性の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の表面処理装置の実施形態を模式的に示す図(ブロック図)である。
【図2】 図1に示す表面処理装置における移動体の底面図である。
【図3】 図1に示す表面処理装置において、移動体を回動させる様子を示す部分断面側面図である。
【図4】 図3中の洗浄液のメニスカス付近を拡大して示す部分断面側面図である。
【符号の説明】
1A……表面処理装置 3……移動体 31……対向面 32……上面 5……駆動手段 6……処理液供給手段 61……処理液タンク 62a〜62h……処理液流出口 63……供給ライン 64……ポンプ 65a〜65h……ケーシング 66a〜66h……分岐ライン 661a……上流側 662a……下流側 7……洗浄液供給手段 71……洗浄液タンク 72……洗浄液流出口73……供給ライン 74……ポンプ 75……供給ライン 76……ケーシング 8……界面活性ガス供給手段 81……界面活性ガスタンク 82……供給ライン 83……ポンプ 11……装置本体 12……搬送手段 121……ローラ 13……位置決め手段 131……ストッパ 14……被処理板傾斜手段 141……ピン 15……送気手段 151……不活性ガスタンク 152……供給ライン 153……ポンプ 10……隙間 30……回動中心 50……制御手段 70……切替えバルブ 80……切替えバルブ 100……被処理板 101……処理面 102……縁部 T……処理液 R……洗浄液 M……メニスカス M1……端部 M2……中央部 M3……端部 P……パーティクル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method.
[0002]
[Prior art]
As a method for drying and removing water adhering to the substrate, a method for drying a substrate using the Marangoni effect by the meniscus due to the surface tension of water and solvent gas + inert gas without causing water droplet marks on the substrate surface Is known (Japanese Patent Laid-Open No. 10-321587).
[0003]
This gazette discloses a drying apparatus (hereinafter referred to as a conventional “drying apparatus”) for carrying out the drying method as well as the drying method. There are disadvantages.
[0004]
1. A conventional drying apparatus has a function of only drying water adhering to a substrate (a plate to be processed). For example, a cleaning process such as a separately prepared cleaning tank is used for the preceding process. Must be done.
[0005]
Therefore, for example, in a line in which cleaning and drying of a substrate are performed continuously, it is necessary to arrange a cleaning device and a drying device side by side and move the substrate between the respective devices for processing. And requires a large installation space.
[0006]
In particular, when the substrate after being cleaned by the cleaning device is transferred to the drying device, it is necessary to prevent dust (foreign matter) from entering and adhering to the substrate. In some cases, it is necessary to install a mechanism or means having a function such as dust prevention.
[0007]
2. Water is attached to the surface of the substrate by some method, but the amount of water attached is not artificially controlled, so it is assumed that the amount of water fluctuates.
[0008]
In this case, as described above, since the gap distance between the draining blocks is fixed, the substrate transport speed becomes faster, or the substrate thickness is thinner than the design value (the substrate surface and the draining block In the case of a water film formed between the inner surface and the inner surface (hereinafter simply referred to as “water film”), it flows into the drying chamber (mixed gas filling space surrounded by the cover). The amount of water used may be excessive. In this case, it takes a long time for drying, or the meniscus increases beyond the appropriate size, and there is a possibility that the drying efficiency is lowered and drying failure (water droplet traces, other particles remain).
[0009]
On the other hand, if the amount of water adhering to the substrate becomes too small, water will be sufficiently diffused and not filled between the substrate surface and the inner surface of the draining block due to capillary action, which also causes poor drying. Cause.
[0010]
3. In the conventional drying apparatus, the meniscus size (the amount of water in the portion constituting the meniscus) varies when the substrate conveyance speed changes, but the meniscus size variation also occurs due to other factors.
[0011]
For example, when the substrate being transported swings in the thickness direction with respect to a pair of draining blocks in a fixed state, the thickness of the water film respectively formed on both surfaces of the substrate in the gap between the draining blocks is It fluctuates over time. As a result, the amount of water replenished to the meniscus varies, and the meniscus size varies. In particular, when the fluctuation speed is high, the meniscus surface (curved surface) vibrates. In this case, even if the substrate swings slightly, the water film is very thin enough to cause capillary action, and therefore the variation in meniscus size is inevitable. Further, such fluctuation is a phenomenon that easily occurs even in a clean room environment. In particular, when the water film is thin, the meniscus size changes with time, and the influence thereof is significant, which causes poor drying such as watermarks and spots.
[0012]
Thus, if the meniscus size fluctuates due to various causes, an imbalance occurs with the drying speed, and drying cannot be performed stably and satisfactorily under certain conditions. In particular, uniform and good drying cannot be performed over the entire substrate surface.
[0013]
4). In the conventional drying apparatus, even when dirt (foreign matter etc.) is mixed into the water entering the gap between the draining blocks, or dirt is generated in the water existing in the gap between the draining blocks (that is, the water film), Since the water cannot be removed or replaced, it is brought into the drying chamber, which may cause poor drying due to such water contamination.
[0014]
5). The conventional drying apparatus is configured such that the substrate passes through the gap between the pair of draining blocks. However, since the gap distance between the draining blocks is fixed, it can cope with changes in the thickness of the substrate. However, drying can be performed only on a substrate having a certain thickness. Further, when there is a pattern on the substrate, the gap between the block and the substrate fluctuates, so that the meniscus fluctuates, and there is a possibility that a portion where a capillary phenomenon does not occur occurs and a water droplet remains.
[0015]
6). In the conventional drying apparatus, both sides of the substrate are wet with water, and both sides of the substrate are simultaneously dried. Therefore, it is difficult to cope with drying only one side of the substrate. In particular, this is not possible when one side of the substrate painted with water is dry and the other side is not to be wetted with water.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus and a surface treatment method capable of performing cleaning and drying of a plate to be processed with one apparatus having a simple configuration.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (14) below.
[0018]
(1) an apparatus main body for supporting the plate to be processed;
A moving body having a facing surface that can be positioned facing the surface of the plate to be treated;
Drive means for moving the movable body relative to the apparatus main body;
Cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid to a gap between the surface and the facing surface from a cleaning liquid outlet formed in the movable body;
A surface active gas supply means for supplying a surface active gas containing a surfactant into a gap between the surface and the facing surface from a gas outlet formed in the moving body;
In the state where the facing surface is brought close to the surface of the plate to be treated, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid outlet to the gap between the surface and the facing surface to clean the surface,
While the processed plate is in a non-horizontal state, the movable body is moved by the driving means while supplying the surface active gas from the gas outlet near the meniscus of the cleaning liquid formed on the higher side of the processed plate. The meniscus is moved along the surface to the rotation center side by rotating so that the vicinity of the lower edge of the plate to be processed is opened with respect to the processing plate as a rotation center. , Act to dry the surface,
A plurality of the gas outlets are formed in the moving body,
In the drying process, the gas outlet for supplying the surface active gas is sequentially switched in the moving direction of the meniscus in accordance with the movement of the meniscus.
[0019]
(2) The surface treatment apparatus according to (1), further including a processing plate tilting unit that tilts the processing target plate to make the processing target plate non-horizontal.
[0020]
(3) The surface treatment apparatus according to (1) or (2), further including a conveyance unit that conveys the plate to be processed.
[0021]
(4) The surface treatment apparatus according to (3), further including a positioning unit that positions a conveyance stop position of the processing target plate.
[0022]
(5) The surface treatment apparatus according to any one of (1) to (4), further including a removing unit that removes the cleaning liquid supplied to the gap between the surface of the plate to be processed and the facing surface.
[0023]
(6) The removing means includes an air feeding means for feeding air into a gap between the surface of the plate to be processed and the facing surface, and the air is pushed out and removed from the gap by the air feeding. The surface treatment apparatus as described in 5).
[0024]
(7) After removing the cleaning liquid by the removing means and then supplying the cleaning liquid by the cleaning liquid supply means, the cleaning liquid in the gap between the surface of the plate to be processed and the facing surface can be replaced (5) or The surface treatment apparatus as described in (6).
[0025]
(8) The surface treatment apparatus according to any one of (1) to (7), wherein the moving body has a substantially plate shape.
[0026]
(9) The surface treatment apparatus according to any one of (1) to (8), wherein the size of the plate to be treated and the size of the facing surface are substantially the same.
[0027]
(10) In a state where the facing surface of the moving body having a facing surface that can be positioned facing the surface of the plate to be processed and the surface are close to each other, the surface from the cleaning liquid outlet formed in the moving body Cleaning the surface by supplying a cleaning liquid to the gap with the facing surface;
A surface-active gas containing a surface-active agent is supplied from a gas outlet formed in the movable body near the meniscus of the cleaning liquid formed on the higher side of the plate to be processed in a non-horizontal state. However, by rotating the movable body so as to open with respect to the plate to be processed around the lower edge of the plate to be processed as a rotation center, the meniscus is rotated along the surface to the center of rotation. To the side, thereby drying the surface,
A plurality of the gas outlets are formed in the moving body,
In the drying treatment, the surface treatment method is characterized in that the gas outlet for supplying the surface-active gas is sequentially switched in the meniscus movement direction in accordance with the movement of the meniscus.
[0028]
(11) After removing the cleaning liquid supplied to the gap between the surface of the plate to be processed and the facing surface, supplying the cleaning liquid from the cleaning liquid outlet, thereby replacing the cleaning liquid and performing the cleaning process ( The surface treatment method as described in 10).
[0029]
(12) The surface treatment method according to (10) or (11), wherein the moving body is substantially plate-shaped.
[0030]
(13) The surface treatment method according to any one of (10) to (12), wherein a size of the plate to be treated and a size of the facing surface are substantially the same.
[0031]
(14) The surface treatment method according to any one of (10) to (13), wherein the cleaning liquid is pure water or ozone water.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a surface treatment apparatus and a surface treatment method of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
[0033]
1 is a diagram (block diagram) schematically showing an embodiment of a surface treatment apparatus of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of a moving body in the surface treatment apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged partial sectional side view showing the vicinity of the meniscus of the cleaning liquid in FIG. 3.
[0034]
A
[0035]
The
[0036]
This embodiment demonstrates the case where the to-
[0037]
The type, material, and the like of the processed
[0038]
The apparatus
[0039]
The apparatus
[0040]
The processed
[0041]
The apparatus
[0042]
The mechanism for moving the
[0043]
The processed
[0044]
When the processing on the processed
[0045]
Thus, the
[0046]
The apparatus
[0047]
The mechanism for moving the
[0048]
As shown in FIG. 3, when the processing plate tilting means 14 protrudes the
[0049]
As described above, the apparatus
[0050]
In addition, by adjusting the protrusion amount of the
[0051]
As will be described later, in the present invention, the
[0052]
Note that the conveying
[0053]
As shown in FIG. 2, the moving
[0054]
The
[0055]
In the present invention, when the processing liquid T or the cleaning liquid R is supplied to the
[0056]
In the present embodiment, the size of the facing
[0057]
Such a moving
[0058]
The processing liquid supply means 6 that supplies the processing liquid T to the
[0059]
The processing liquid T performs various types of processing on the
[0060]
The treatment with the treatment liquid T may be any treatment, for example, a resist coating process (resist), a stripping process for stripping the resist, an etching process, a cleaning process, a masking film removal process, a plating process, etc. Is mentioned.
[0061]
The treatment liquid T used for the resist stripping treatment is preferably ozone water (ozone aqueous solution) or dilute hydrofluoric acid. Thereby, the effect which removes a resist residue, a polymer, etc. can be heightened more.
[0062]
As shown in FIG. 2, the
[0063]
Here, for convenience of explanation, among the processing
[0064]
Note that the number of the
[0065]
The small holes forming the
[0066]
[0067]
In the present embodiment, a plurality of processing
[0068]
Further, the treatment liquid supply means 6 may be capable of supplying a plurality of kinds of treatment liquids T (for example, ozone water and SC1 (ammonia water + excess water) or ozone water and dilute hydrofluoric acid). . That is, the processing liquid supply unit 6 may perform a plurality of types of processing on the
[0069]
The cleaning liquid supply means 7 for supplying the cleaning liquid (rinsing liquid) R to the
[0070]
The cleaning liquid R performs a cleaning process (rinsing process) of the
[0071]
The cleaning liquid R is not particularly limited as long as it performs a cleaning process, but is preferably pure water or ozone water. Thereby, the cleaning effect can be further improved.
[0072]
When pure water is used as the cleaning liquid R, for example, distilled water, ion exchange water, ultrapure water, RO water, or the like can be used. Further, when ozone water is used as the cleaning liquid R, it is preferable that the concentration is lower than that of the ozone water used as the treatment liquid T.
[0073]
As shown in FIG. 2, the cleaning
[0074]
In the present embodiment, the
[0075]
In the illustrated configuration, the shapes of the
[0076]
The surface active gas supply means 8 for supplying the surface active gas to the
[0077]
The surface active gas is a gas containing a surface active agent and has a property of reducing the surface tension of the cleaning liquid R when dissolved (absorbed) in the cleaning liquid R.
[0078]
As the surfactant contained in the surfactant gas, for example, various alcohols such as isopropyl alcohol (IPA), methyl alcohol, and ethyl alcohol can be used.
[0079]
The surfactant gas may be such a surfactant gas itself. For example, nitrogen (N 2 ) It is preferable to mix about 0.1 to 10% of a surfactant gas with an inert gas (a gas with poor reactivity) such as a gas. Even if it is diluted in this way, the function as the surface active gas in the present invention can be sufficiently exerted, so that the amount of volatile organic compound (VOC) released (used) is further reduced. This is because it is preferable.
[0080]
A switching
[0081]
The switching
[0082]
When the switching
[0083]
Thus, in this embodiment, the processing liquid supply means 6 and the surface active gas supply means 8 share (share) the
[0084]
In this embodiment, by sharing (sharing) a part of the flow path in the supply line of the treatment liquid T and the supply line of the surface active gas in this way, the configuration of the apparatus can be further simplified and downsized. it can.
[0085]
The air supply means 15 for supplying air to the
[0086]
The
[0087]
When the switching
[0088]
After removing the processing liquid T or the cleaning liquid R in the
[0089]
Thus, in this embodiment, the processing liquid supply means 6 and the surface active gas supply means 8 share (share) the
[0090]
In this embodiment, by sharing (sharing) a part of the flow path in the supply line of the treatment liquid T and the supply line of the surface active gas in this way, the configuration of the apparatus can be further simplified and downsized. it can.
[0091]
Drive means 5, pump 64 for treatment liquid supply means 6, pump 74 for cleaning liquid supply means 7, pump 84 for surface active gas supply means 8, transport means 12, positioning means 13, plate inclination means 14 for processing, air supply means 15 The switching
[0092]
Such a
[0093]
Further, in the
[0094]
Next, an embodiment of the surface treatment method of the present invention using the
[0095]
[1] In a state where the moving
[0096]
[2] Next, the moving
[0097]
In the present invention, the gap distance between the facing
[0098]
The surface treatment apparatus 1 </ b> A detects the position of the
[0099]
Further, unlike [1], the
[0100]
[3] Next, the switching
[0101]
During the processing with the processing liquid T, the moving body 3 (opposing surface 31) may be swung (vibrated) along the processing surface 101 (in a direction substantially parallel to the processing surface 101) by the driving unit 5. As a result, a minute flow is generated in the treatment liquid T in the
[0102]
The swinging direction of the moving
[0103]
Further, after the
[0104]
Further, the air supply means 15 is operated to supply air to the
[0105]
[4] When processing with a plurality of types of processing liquid T is performed (when the processing liquid supply means 6 can supply a plurality of types of processing liquid T), the processing liquid T is switched to a different type and the above-mentioned The same process as [3] is performed. Thereby, multiple types of processing can be performed.
[0106]
[5] Next, the air supply means 15 is operated to supply air to the
[0107]
[6] Next, the switching
[0108]
Even after the
[0109]
Also, once the
[0110]
Further, as a method for further enhancing the cleaning effect, an ultrasonic wave applying means (not shown) may be installed on the moving
[0111]
[7] Next, as shown in FIG. 3, the processed
[0112]
At this time, simultaneously with inclining the plate to be processed 100, the moving
[0113]
The inclination angle α with respect to the horizontal plane of the
[0114]
In such a state, a meniscus M of the cleaning liquid R is formed in the
[0115]
In addition, in this invention, the inclination angle with respect to the horizontal surface of the to-
[0116]
[8] Next, the switching
[0117]
When the surface active gas is dissolved in the cleaning liquid R, the surface tension of the cleaning liquid R is reduced in the vicinity of the meniscus M. Thereby, when particles (foreign matter such as dust) P are attached to the
[0118]
Further, in the meniscus M, a concentration gradient is generated in which the surfactant concentration decreases (decreases gradually) from the vicinity of the end M1 (end on the
[0119]
Due to the difference (gradient) in surface tension as described above, a flow from the end M1 toward the center M2 occurs in the cleaning liquid R in the vicinity of the meniscus M, as indicated by the arrows in FIG. The effect caused by the surface tension (difference) is called the Marangoni effect, and this flow is called the Marangoni flow.
[0120]
When such a Marangoni flow occurs, in the vicinity of the end M1 of the meniscus M, the cleaning liquid R evaporates and the
[0121]
The particles P are caused to flow from the vicinity of the end M1 of the meniscus M toward the center M2 by the Marangoni flow. Therefore, it is possible to dry without leaving the particles P on the
[0122]
In the meniscus M, a Marangoni flow from the end M3 opposite to the end M1 (the end on the facing
[0123]
A hood (windshield) for preventing the supplied surface active gas from escaping from the
[0124]
[9] Next, while the surface active gas is supplied to the vicinity of the meniscus M from the processing
[0125]
By moving the meniscus M to the
[0126]
In the present invention, when the meniscus M moves, the liquid film in the vicinity of the end M1 is broken due to the fact that the surface tension in the vicinity of the meniscus M is reduced and the Marangoni flow from the end M1 toward the center M2 is generated. Thus, no droplets of the cleaning liquid R remain on the
[0127]
Further, in the
[0128]
The moving speed of the meniscus M can be appropriately adjusted to a speed at which good drying is performed by adjusting the rotating speed of the moving
[0129]
Note that the surface treatment apparatus and the surface treatment method of the present embodiment perform the treatment with the treatment liquid T prior to the cleaning treatment and the drying treatment of the
[0130]
As described above, in the present invention, by utilizing the Marangoni effect, the
[0131]
In addition, the cleaning and drying of the plate to be processed 100 can be performed with one apparatus, in particular, the cleaning and drying can be performed continuously, and these can be achieved with an apparatus having a simple configuration. Therefore, it is not necessary to prepare a cleaning device and a drying device separately and move the processed
[0132]
In particular, the
[0133]
In addition, since cleaning and drying can be performed continuously with one apparatus, it is possible to reliably prevent foreign matters such as particles P removed from the
[0134]
Further, as described above, in the present invention, it is possible to control the adhesion amount of the cleaning liquid R on the
[0135]
Further, in the present invention, unlike the case where the drying process is performed by blowing the drying air ejected from the conventional air knife nozzle, the droplets of the cleaning liquid R are not scattered, and thus the
[0136]
In addition, the amount of volatile organic compound used (amount released) is much smaller than when performing conventional IPA (isopropyl alcohol) vapor drying treatment. Therefore, the equipment can be further simplified such that the explosion-proof specification of the apparatus is not required, the equipment cost can be further reduced, and the burden on the environment is small.
[0137]
In the present embodiment, the
[0138]
In the present embodiment, the surface active gas flows out from the processing
[0139]
The surface treatment apparatus and the surface treatment method of the present invention have been described above with respect to the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this. Moreover, each part which comprises the surface treatment apparatus of this invention can be substituted with the thing of the arbitrary structures which can exhibit the same function.
[0140]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, cleaning and drying of a plate to be processed can be performed with one apparatus, in particular, cleaning and drying can be performed continuously, and these can be easily configured. Can be achieved with the device. Therefore, it is not necessary to prepare the cleaning device and the drying device separately, move the processed plate between them, and sequentially perform the processing, thereby reducing the equipment cost and the installation space of the device. It has the advantage of being small.
[0141]
In particular, since the apparatus of the present invention does not perform cleaning and drying while transporting the plate to be processed in the direction of the processing surface, a transport path is secured for drying the plate to be processed, as in the case of conventional drying apparatuses. Therefore, it is possible to reduce the size and space of the apparatus. In this case, when the size of the opposite surface is substantially the same as the plate to be processed, such an effect becomes more remarkable.
[0142]
And in the present invention, it is possible to remove or replace the cleaning liquid at the time of cleaning, so that it is not cleaned as a dirty cleaning liquid, and drying can be performed immediately after such cleaning, The degree of cleanliness of the dried surface is high.
[0143]
In particular, when pure water or ozone water is used as the cleaning liquid, the cleaning effect can be further improved.
[0144]
Moreover, according to this invention, it can respond also to what has a plate | board thickness from which a to-be-processed board differs.
[0145]
Further, in the present invention, the drying efficiency is high, and good drying without remaining water droplet traces or particles is possible. In particular, it is possible to control the amount of cleaning liquid adhering to the surface of the plate to be processed during drying, and since there is no oscillation in the thickness direction of the plate to be processed, the meniscus can be maintained at an appropriate size for drying. Thus, the drying efficiency can be further improved, uniform drying can be performed over the entire surface to be dried of the plate to be processed, and the degree of cleanliness of the dried surface is improved.
[0146]
In the present invention, only one side of the plate to be processed can be cleaned and dried, and various patterns such as single-sided cleaning / drying and double-sided cleaning / drying can be handled.
[0147]
Further, when the processing plate tilting means is provided, the processing plate can be placed in a horizontal state and a non-horizontal state. For example, the processing plate can be carried in / out or washed in a horizontal state. Advantages of performing processes other than drying in a horizontal state, such as improving efficiency, can be obtained.
[0148]
In addition, when performing the cleaning process in a non-horizontal state of the plate to be processed, particularly when the plate is processed in a horizontal state due to the large size of the plate to be processed, a relatively large installation space is required. Even if it is a case, the advantage of performing in a non-horizontal state that the installation space of an apparatus may be smaller can be enjoyed.
[0149]
In addition, in the case of having a processing plate conveying means or further having a positioning means, when processing a plurality of processing plates, particularly when processing these continuously, it is advantageous for automation of processing, Contributes to the improvement of mass productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram (block diagram) schematically showing an embodiment of a surface treatment apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view of a moving body in the surface treatment apparatus shown in FIG.
3 is a partial cross-sectional side view showing a state in which a moving body is rotated in the surface treatment apparatus shown in FIG. 1;
4 is an enlarged partial sectional side view showing the vicinity of the meniscus of the cleaning liquid in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記被処理板の表面に対向して位置し得る対向面を有する移動体と、
前記移動体を前記装置本体に対し移動させる駆動手段と、
前記移動体に形成された洗浄液流出口より前記表面と前記対向面との隙間に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記移動体に形成されたガス流出口より前記表面と前記対向面との隙間に界面活性剤を含む界面活性ガスを供給する界面活性ガス供給手段とを備え、
前記被処理板の表面に前記対向面を近接させた状態で、前記表面と前記対向面との隙間に前記洗浄液流出口より洗浄液を供給して前記表面を洗浄処理し、
前記被処理板が非水平の状態で、前記被処理板の高位側に形成された前記洗浄液のメニスカス付近に前記ガス流出口より前記界面活性ガスを供給しつつ、前記駆動手段によって前記移動体を前記被処理板の低位側の縁部付近を回動中心として前記被処理板に対し開くように回動させることにより、前記メニスカスを前記表面に沿って前記回動中心側に移動させ、これにより、前記表面を乾燥処理するよう作動し、
前記移動体には、前記ガス流出口が複数形成されており、
前記乾燥処理の際、前記メニスカスの移動に合わせて、前記界面活性ガスを供給する前記ガス流出口を前記メニスカスの移動方向に向かって順次切り替えていくことを特徴とする表面処理装置。An apparatus main body for supporting the processed plate;
A moving body having a facing surface that can be positioned facing the surface of the plate to be treated;
Drive means for moving the movable body relative to the apparatus main body;
Cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid to a gap between the surface and the facing surface from a cleaning liquid outlet formed in the movable body;
A surface active gas supply means for supplying a surface active gas containing a surfactant into a gap between the surface and the facing surface from a gas outlet formed in the moving body;
In the state where the facing surface is brought close to the surface of the plate to be treated, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid outlet to the gap between the surface and the facing surface to clean the surface,
While the processed plate is in a non-horizontal state, the movable body is moved by the driving means while supplying the surface active gas from the gas outlet near the meniscus of the cleaning liquid formed on the higher side of the processed plate. The meniscus is moved along the surface to the rotation center side by rotating so that the vicinity of the lower edge of the plate to be processed is opened with respect to the processing plate as a rotation center. , Act to dry the surface,
A plurality of the gas outlets are formed in the moving body,
In the drying process, the gas outlet for supplying the surface active gas is sequentially switched in the moving direction of the meniscus in accordance with the movement of the meniscus.
前記被処理板が非水平の状態で、前記被処理板の高位側に形成された前記洗浄液のメニスカス付近に、前記移動体に形成されたガス流出口より界面活性剤を含む界面活性ガスを供給しつつ、前記移動体を前記被処理板の低位側の縁部付近を回動中心として前記被処理板に対し開くように回動させることにより、前記メニスカスを前記表面に沿って前記回動中心側に移動させ、これにより、前記表面を乾燥処理し、
前記移動体には、前記ガス流出口が複数形成されており、
前記乾燥処理の際、前記メニスカスの移動に合わせて、前記界面活性ガスを供給する前記ガス流出口を前記メニスカスの移動方向に向かって順次切り替えていくことを特徴とする表面処理方法。The surface facing the surface from a cleaning liquid outlet formed in the moving body in a state where the facing surface of the moving body having a facing surface that can be positioned to face the surface of the plate to be processed is close to the surface. Cleaning the surface by supplying a cleaning liquid to the gap between,
A surface-active gas containing a surface-active agent is supplied from a gas outlet formed in the movable body near the meniscus of the cleaning liquid formed on the higher side of the plate to be processed in a non-horizontal state. However, by rotating the movable body so as to open with respect to the plate to be processed around the lower edge of the plate to be processed as a rotation center, the meniscus is rotated along the surface to the center of rotation. To the side, thereby drying the surface,
A plurality of the gas outlets are formed in the moving body,
In the drying treatment, the surface treatment method is characterized in that the gas outlet for supplying the surface-active gas is sequentially switched in the meniscus movement direction in accordance with the movement of the meniscus.
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